UBC : Filer de l’or à partir du bois

Par Scott Renneckar, Ph.

Nous connaissons tous l’histoire des frères Grimm d’un lutin capable de transformer en or une ressource biosourcée, la paille. Cette action serait la définition prototype de l’upcycling — prendre une ressource de moindre valeur et créer de nouveaux matériaux de plus grande valeur. Bien que ce conte de fées d’or à partir de matières végétales soit loin de la réalité, l’idée d’upcycling est importante pour la bioéconomie émergente. Par exemple, lors du traitement chimique du bois pour la fabrication du papier, la lignine est retirée de la paroi cellulaire et transférée dans la liqueur de traitement.

Recyclage de la lignine

La lignine a une fonction structurelle importante pour l’arbre, mais elle est généralement brûlée dans la liqueur de mise en pâte pour en récupérer le contenu énergétique une fois extrait. Ce procédé contribue au recyclage des produits chimiques de mise en pâte et fournit de l’énergie pour le processus de fabrication du papier. Cependant, de nombreuses entreprises envisagent de récupérer une partie de cette lignine dans la liqueur de cuisson pour la recycler. L’industrie s’intéresse à de nouveaux matériaux biosourcés qui pourraient contribuer aux résultats de l’entreprise en fournissant une série de bioproduits potentiellement neutres en carbone. En outre, le carbone stocké dans les matériaux est de plus en plus reconnu comme un élément important dans la lutte contre le changement climatique.

Au Laboratoire des matériaux renouvelables avancés, nous avons transformé la lignine en matériaux fibreux présentant des caractéristiques intéressantes. Par exemple, à l’aide d’un processus d’électrospinning — où une haute tension est utilisée pour aider à tirer des fibres plus petites qu’un filament de soie d’araignée — le laboratoire forme des matériaux non tissés semblables à des tissus avec de la lignine dont le diamètre est 100 à 1000 fois plus petit qu’un cheveu humain. La fibre non tissée est un type de matériau à fibres enchevêtrées généralement utilisé dans les blouses médicales ou les sacs d’épicerie réutilisables. Elle a récemment fait l’objet d’un intérêt mondial car les fibres non tissées constituent une couche critique dans les masques N95.

 

MiJung Cho, boursière postdoctorale, dirige les efforts de filage de la lignine depuis son doctorat, au cours duquel elle a étudié le filage et la carbonisation de la lignine pour des applications composites. Après avoir terminé son doctorat, elle a créé une méthode ingénieuse pour fabriquer des matériaux en mousse 3D à mémoire de forme à partir de cette fibre, ne nécessitant aucun autre additif. Elle est actuellement titulaire d’une bourse pour travailler avec un consortium d’entreprises de pâtes et papiers de la Colombie-Britannique (BC BioAlliance). Elle mène des recherches sur la conversion de la lignine provenant des usines de pâte à papier de la Colombie-Britannique en milieu filtrant afin de déterminer s’il est efficace pour bloquer le passage de petites particules.

Applications de cette recherche

Bien que les minuscules fibres électrofilées soient reconnues comme d’excellents milieux de filtration en raison de leur grande surface, le Laboratoire de matériaux renouvelables avancés a reçu une subvention de l’Alliance COVID-19 du CRSNG afin de déterminer si les fibres de lignine ont une capacité antivirale. Le laboratoire compte des collaborateurs en sciences du bois, en chimie, en génie chimique et biologique et en biochimie. S’il réussit, le laboratoire est enthousiaste à l’idée de contribuer à des recherches qui pourraient aider à créer des équipements de protection individuelle. Le secteur canadien des pâtes et papiers aurait une application spécifique qui pourrait transformer rapidement la lignine en « or ». Par conséquent, si les fibres s’avèrent efficaces pour la filtration et peuvent être mises à l’échelle de manière efficiente, la recherche répondra au triple objectif de durabilité en ayant un impact sur les résultats sociaux, environnementaux et économiques.

Scott Renneckar est titulaire de la Chaire de recherche du Canada en matériaux renouvelables avancés et directeur du programme Sciences et technologies de la bioéconomie forestière. On peut le joindre à l’adresse scott.renneckar@ubc.ca. MiJung Cho est chercheuse postdoctorale au Laboratoire des matériaux renouvelables avancés. Elle peut être jointe à l’adresse mijung.cho@ubc.ca.

Cet article a été soumis par le magazine Branchlines de la faculté de foresterie de l’UBC.

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